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近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所聯(lián)合湖南省煙草科學(xué)研究所等單位成功繪制了首張煙草代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)圖譜，破譯了煙草的代謝密碼，為構(gòu)建穩(wěn)定、高產(chǎn)的煙草“植物合成工廠”奠定重要基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在《自然·通訊》上。

植物合成工廠是通過(guò)合成生物學(xué)技術(shù)對(duì)植物進(jìn)行定向改造，生產(chǎn)高價(jià)值生物產(chǎn)品的重要底盤。

為了精準(zhǔn)解析自然環(huán)境中煙草的代謝調(diào)控規(guī)律，研究團(tuán)隊(duì)選擇了中國(guó)兩個(gè)生態(tài)差異顯著的典型煙草種植區(qū)——高海拔山區(qū)和低海拔平原區(qū)開(kāi)展田間試驗(yàn)。通過(guò)整合多維組學(xué)數(shù)據(jù)，運(yùn)用智能算法，首次繪制出了首個(gè)煙草全基因組代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，成功鑒定出25984個(gè)代謝調(diào)控基因和633個(gè)關(guān)鍵代謝物，揭示了超過(guò)317萬(wàn)條基因與代謝物之間的調(diào)控關(guān)系?；跇?gòu)建的高質(zhì)量調(diào)控網(wǎng)絡(luò)圖譜，研究團(tuán)隊(duì)成功挖掘并驗(yàn)證了調(diào)控三大關(guān)鍵代謝通路的核心轉(zhuǎn)錄因子，為煙草代謝工程提供了直接靶點(diǎn)。研究結(jié)果為煙草“植物合成工廠”的設(shè)計(jì)和改造提供了新思路和新策略。

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所供圖）